Dall’ambiente un alleato contro sostanze tossiche, pesticidi e farmaci dispersi nell’ambiente. Grazie a una nuova ricerca, infatti, le piante di casa possono trasformarsi in ‘sentinelle green’ e segnalare la presenza di sostanze tossiche. In che modo? Semplicemente cambiando colore.

Il primo passo in questa direzione è già stato fatto: i ricercatori dell’University of California Riverside hanno infatti progettato con successo una pianta che diventa rossa come la barbabietola in presenza di un pesticida vietato (nella foto un esemplare non stressato e l’altro stressato. Credits: Sean Cutler/Ucr). Una ricerca che ha anche una sua bellezza: è un po’ come se il mondo vegetale scendesse in campo contro l’inquinamento.

L’enigma

Per raggiungere questo obiettivo, i ricercatori hanno dovuto risolvere un enigma ingegneristico: come consentire a una pianta di percepire e, soprattutto, reagire a una sostanza chimica presente nell’ambiente, senza danneggiare la sua capacità di funzionare normalmente sotto tutti gli altri aspetti?

“La cosa più importante – ha spiegato Ian Wheeldon, professore associato di Ingegneria chimica e ambientale presso l’Ucr – è che abbiamo creato un sensore ambientale senza modificare il metabolismo nativo della pianta. Questo perchè, altrimenti, il componente del biosensore avrebbe compromesso la capacità del vegetale di crescere verso la luce o di smettere di usare l’acqua sotto stress”. Ora questo non accade.

Lo studio

Per i più curiosi, la chimica alla base di questo risultato è descritta su ‘Nature Chemical Biology’. Il processo di ingegnerizzazione inizia con una proteina chiamata acido abscissico, o ABA, che aiuta le piante ad acclimatarsi ai cambiamenti stressanti nell’ambiente.

La proteina dei vegetali sotto stress

Durante il periodo di siccità, il terreno si secca e le piante producono ABA. Altre proteine, chiamate recettori, aiutano la pianta a riconoscere e rispondere all’ABA. In pratica, si attivano una serie di messaggi che ‘dicono’ alla pianta di chiudere i pori di foglie e steli in modo che evapori meno acqua. Così la pianticella si mette in modalità ‘siccità’ e ha meno probabilità di appassire.

I precedenti

Lo stesso gruppo aveva dimostrato che le proteine dei recettori ABA possono essere addestrate a legarsi a sostanze chimiche diverse. Ora il team ha dimostrato che, una volta che i recettori si legano a un’altra sostanza chimica, la pianta lo segnala diventando rossa come la barbabietola.

Per questa dimostrazione il team ha utilizzato l’azinfos-etile, un pesticida vietato perché tossico per l’uomo. “Le persone con cui lavoriamo stanno cercando di ottenere informazioni a distanza sulle sostanze chimiche presenti nell’ambiente”, ha affermato Sean Cutler, professore di biologia delle cellule vegetali all’Ucr “Se avessi un campo e le piante diventassero rosse, sarebbe abbastanza ovvio” cosa sta succedendo.

La ricerca sul lievito

Nello stesso esperimento, il gruppo di ricerca ha anche dimostrato la capacità di trasformare un altro organismo vivente in un sensore: il lievito. In questo caso il team è stato in grado di mostrare una risposta a due diverse sostanze chimiche contemporaneamente. Ma questo non è ancora possibile nelle piante.

Il futuro

“Sarebbe fantastico se potessimo progettare un impianto in grado di rilevare 100 pesticidi vietati“, ha concluso Cutler. “Soprattutto per le applicazioni che riguardano la salute o la difesa ambientale. Ma al momento ci sono limiti a ciò che possiamo progettare”.

Per essere chiari, queste piante ‘detector’ non vengono coltivate a fini commerciali. Ciò richiederebbe approvazioni normative, burocrazia e anni di attesa. Si tratta di una nuova tecnologia, con una serie di problemi che dovrebbero essere affrontati prima di poter essere utilizzata dagli agricoltori. Tuttavia, la scoperta apre a nuove e interessanti possibilità.

“Stiamo cercando di rilevare” in questo modo “qualsiasi sostanza chimica presente in un ambiente – ha detto Cutler – Altri pesticidi, ma anche farmaci come la pillola anticoncezionale o il Prozac presenti nelle acque”. Applicazioni ormai “a portata di mano”. Per rendere la salute del pianeta e dell’uomo più green.